【技术前沿】35BW440无取向硅钢工艺研究

01试验材料

研究发现，钢中非金属夹杂物C、S、O、N含量对Sn、Sb元素的作用有影响，夹杂元素会弱化Sn、Sb元素在晶界处的偏聚作用，影响对电磁性能有利织构的形成，因此要严格控制钢水中各类夹杂元素含量，保证Sn、Sb元素的作用充分发挥。同时试验分析，Sn与Sb元素的作用相近，但Sn元素的成本高于Sb元素，因此试验钢添加Sb元素作为偏聚元素，试验钢的化学成分见表1。

冶炼过程中采用洁净钢的控制方法，对夹杂元素C、S、O、N总含量控制在100ppm以内，最大程度地减少由于夹杂物在晶界处聚集对Sb元素作用的影响，同时减少钢中MnS和AlN的含量，有利于退火过程中晶粒的长大。

02工艺方案

2.1热轧工艺

非金属夹杂物MnS和AlN在高温条件会大量析出，因此热轧过程中采用1100℃低温加热工艺。高的终轧温度和卷取温度有利于退火过程中晶粒的长大和晶界偏聚元素的聚集，提高有利织构的组分，因此钢的热轧工艺方案如表2所示。

2.2冷轧及退火工艺方案

冷轧退火工艺路线采用：热轧板→一次冷轧到0.7mm→中间连续退火→二次冷轧到0.35mm→连退。

为促进晶粒的长大，中间连续退火采用940℃高温退火，高温退火对Sb元素的晶界偏聚作用也有利，二次冷轧后的连续退火，采用930℃退火温度，同时适当降低退火速度，增加再结晶和Sb元素的晶界偏聚时间。

03电磁性能与表面质量

3.1电磁性能情况

通过化学成分和工艺制度的合理设计，并在冶炼过程中严格控制夹杂物含量，热轧采用低温加热，减少对晶粒长大有抑制作用的MnS和AlN的析出，使Sb元素的晶界偏聚作用充分发挥，试验钢的电磁性能良好，磁感达到1.70T，远远高于标准要求的1.62T，同时铁损达到2.88W/kg，具体电磁性能情况见表3。

3.2表面质量

在没有电磁搅拌的情况下，通过化学成分设计，添加Sb元素，通过优化产品的织构组织提高电磁性能，适当降低Si含量，并通过二次冷轧法消除热轧粗大纤维组织的影响，得到了没有表面瓦楞缺陷的高牌号无取向硅钢产品（图1），与传统高牌号生产方法相比，成本低，电磁性能优良。

04金相组织与织构

4.1金相组织

35BW440钢的成品显微组织如图2所示，钢板晶粒尺寸如表5所示。试样的晶粒度等级为5.0，与未经过中间退火的普通中牌号无取向硅钢的5.5-6.0级相比，晶粒有比较明显的长大。边部与中间部位的晶粒度等级相同，钢板的整体组织均匀，有利于电磁性能的同板均匀性。

4.2织构

图3是二次冷轧法生产的35BW440最终退火成品织构组织图。从织构组织分析，钢板组织中的有利织构{110}和{100}织构组分在总的织构组成中占优势，表明通过化学成分和工艺的控制，Sb元素的晶界偏聚作用得到较为充分的发挥，Sb元素在晶界处的偏聚抑制了不利织构{111}的形成，促进了{110}和{100}织构的形成，同时。有利织构的组分增加是磁感提高，铁损降低的主要原因。